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混凝土现浇板裂缝的检测鉴定与处理

2020-02-15王保良

建材与装饰 2020年25期
关键词:现浇板粘贴碳纤维

周 蕊 ,王保良

(1.河南省建筑工程质量检验测试中心站有限公司,河南郑州 450000;2.河南省建筑科学研究院有限公司,河南郑州 450000)

0 引言

延长混凝土使用寿命是实现混凝土结构可持续发展的主要途径,而混凝土开裂是缩短其使用寿命的主要原因。钢筋混凝土现浇板产生裂缝是工程中常见的一个问题,产生裂缝的原因多种多样,各种原因对结构的安全性影响程度也不尽相同。对于工程中已经出现的现浇板裂缝,首先应该通过现场调查及正确的检测鉴定方法寻找构件开裂的原因,然后再根据找出的原因对构件的安全性、使用性和耐久性进行评价,只有掌握了这些,才能有针对性的对现浇板裂缝采取处理措施,以使后续加固设计安全可靠、切实可行。

1 现浇板裂缝的分类

现浇板上常见的裂缝可分为荷载裂缝和非荷载裂缝两种。荷载裂缝是指房屋结构构件在荷载的直接作用下由于承载力不足或抗裂性不足而产生的裂缝,现浇板产生荷载裂缝的原因多是混凝土强度、板厚不足或者突然承受超出设计载荷作用的荷载。除荷载裂缝以外的其他所有裂缝统称为非荷载裂缝,非荷载裂缝主要是由于现浇板所处环境温度变化、混凝土材料收缩、施工及养护不当、不均匀沉降等因素引起的。如板的混凝土收缩和温度变形会在沿板长度方向出现与板跨度方向一致的大体等间距的平行裂缝,有时板角会出现斜裂缝;当养护不当时混凝土板上会出现不规则的网状裂缝;当由于施工不规范导致板负筋保护层偏大、板底混凝土保护层不足时也会在相应位置出现裂缝。非荷载裂缝一般情况下宽度比较小,对结构构件安全性产生的影响较小,但应引起注意的是,在持续间接作用下(如地基变形持续发展),此类裂缝可能发展成危及结构安全的裂缝,故对非荷载裂缝也应引起重视。

2 现浇板裂缝检测鉴定要点

对现浇板裂缝进行检测鉴定时,要注重科学化方法的应用。①在用检测仪器对楼板裂缝检测前,要对出现裂缝的楼板情况进行初步调查,包括板的设计文件、所处环境的温度和湿度、裂缝出现时间、是否有超载情况发生、观察裂缝出现的位置及是否为贯通裂缝等;②对现浇板裂缝进行鉴定时,应熟练掌握板的受力状态,根据受力状态及裂缝产生的位置可以初步判断出裂缝是否为受力裂缝,当判断为受力裂缝时,一定要根据产生此裂缝的原因对构件进行加固处理;③要注重对裂缝稳定性的判断[1],不稳定的裂缝多是由于构件的承载能力不足导致的,对于此类裂缝应验算构件带缝工作的承载力,对承载力不足的构件及时采取处理措施;④由于裂缝深度检测比较复杂且裂缝深度沿其长度方向一般是不均匀的,故应先对裂缝宽度进行检测,标记出裂缝宽度最大处的位置,一般情况下裂缝最宽的地方也是裂缝最深的地方,所以通常只在裂缝最宽处对裂缝深度进行检测。

3 现浇板裂缝常用的处理方法

3.1 荷载裂缝

荷载裂缝的加固处理应按照现行国家标准《混凝土结构加固设计规范(GB 50367—2013)》的要求进行。当现浇板因承载力不足而产生裂缝时,板开裂只是其承载力不足在构件表面的一种表现形式,并不是导致承载力下降的根本原因,故其承载能力并不能只通过简单的裂缝修补来恢复,必须要通过对现浇板采取加固处理措施来提高其承载能力。常用的现浇板加固方法有粘贴碳纤维复合材加固法、粘贴钢板加固法、增大截面加固法,其中粘贴碳纤维复合材和粘贴钢板加固法具有施工快、原构件自重增加量小、基本不改变结构外形和不影响建筑空间大小等优点得到广泛应用。

当荷载裂缝宽度小于现行国家标准《混凝土结构设计规范(GB 50010—2010)》(2015 年版)的规定时,构件可不做承载能力验算[2]。当需要对产生裂缝的现浇板进行承载能力验算时,使用的结构分析方法应符合国家现行标准有关设计要求的规定,建立的承载能力计算模型应符合现场检测的构件实际截面尺寸、配筋和构造状况,以及恒、活荷载的分布情况。当对现浇板上作用的荷载进行组合计算时,参与计算的作用组合和组合值系数以及作用的分项系数,应根据现行国家标准的要求进行选择;当发现现浇板受到温度,变形等作用,且认为对其承载能力有显著影响时,应计入由此产生的附加内力。当现场检测出的现浇板混凝土强度符合原设计要求时,混凝土强度等级应按原设计取用;当混凝土强度等级与原设计不符时,应采用现场实测数据,计算时材料强度标准值应采用国家现行结构设计标准给出的数据。

3.2 非荷载裂缝

非荷载裂缝根据裂缝宽度和所处环境情况,按照《房屋裂缝检测与处理技术规程(CECS 293:2011)》裂缝修补处理宽度限值的规定对裂缝进行修补处理[3]。

当裂缝宽度ω≤0.2mm 时,常用的裂缝处理方法为表面封闭法,即采用低粘度且具有良好渗透性的修补胶液封闭裂缝通道,对楼板需要防渗的部位,尚应在混凝土表面粘贴碳纤维复合材料以增强封护作用。当裂缝宽度0.2mm<ω≤0.5mm 时,常采用以一定压力注射低黏度、高强度的裂缝修补胶进行灌缝处理,并粘贴碳纤维复合材料进行封护。当裂缝宽度ω>0.5mm 时,常采用填充密封法,即在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出槽深和槽宽分别不小于20mm 和15mm 的U 形沟槽,然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料充填,并粘贴碳纤维复合材以封闭其表面。当板的裂缝宽度较大且数量较多时,应在裂缝修补后对板整体进行加固处理。

4 现浇板裂缝实例分析

4.1 工程概况

本文通过一个工程实例,对裂缝的检测内容、常用的检测方法进行详细介绍,对产生裂缝的原因做出判定,并根据检测结果和现场实际情况,介绍常用的加固处理方法。该工程的基本情况为某砖混结构房屋,在二层混凝土楼板浇筑完成后采用养护薄膜覆盖,次日发现养护薄膜被大风刮起,有两块混凝土楼板出现裂缝。

4.2 检测鉴定内容及方法

为正确查找现浇板裂缝形成的原因,依照《混凝土结构现场检测技术标准(GB/T 50784—2013)》的相关要求,检测内容为对混凝土强度、板底钢筋间距、板底钢筋保护层厚度、现浇板厚度及裂缝的位置、宽度、长度进行检测。

混凝土强度等级使用混凝土回弹仪进行检测,板底钢筋间距和钢筋保护层厚度使用钢筋位置测定仪进行检测;板裂缝的宽度和长度使用裂缝综合测试仪进行检测,板厚使用非金属楼板测厚仪进行检测。

4.3 检测结果

经现场测量查看,该工程结构布置符合设计图纸要求,两块现浇板板底、板顶出现裂缝,主要裂缝分布位置、宽度和形态特征见表1,经现场检测,该工程现浇板的混凝土强度等级、板厚以及板底钢筋间距和保护层厚度均符合设计要求。

4.4 裂缝原因分析

根据现场及裂缝宽度等情况的检测结果,结合现场调查及其他现场检测结果,综合分析认为该工程二层两块现浇板出现裂缝的主要原因是:混凝土早期脱水过快和收缩变形过大引起的非受力裂缝。

4.5 加固设计

根据现场检测结果以及对产生裂缝原因的分析,该建筑局部现浇板出现裂缝的情况对该结构构件的安全尚未造成影响,但是对现浇板构件的使用性和耐久性产生一定的影响,为确保工程质量和安全,应对该房屋现浇板出现的裂缝进行处理。当选择裂缝的加固处理方案时,应从安全方面、适用条件、经济方面以及尽可能不影响其他结构构件和尽量减小现浇板加固对空间使用的影响等方面入手,选择合适的加固处理方法。

根据现场检测结果及该工程的现状,经综合验算分析,当同一块现浇板有两条及以上的裂缝时,应首先对裂缝进行修复,然后再对该现浇板进行加固处理,现浇板裂缝修复与加固方案如下:这两块现浇板的裂缝宽度在0.2mm<ω≤0.5mm 之间,应采用以一定压力注射低黏度、高强度的裂缝修补胶进行灌缝处理,以达到恢复结构整体性、耐久性及防水性的要求。然后粘贴Ⅰ级300g/m2的碳纤维布补强。裂缝封护采用100mm 宽碳纤维布,粘贴碳纤维布时应注意纤维方向,先粘贴垂直裂缝方向的碳纤维布,后粘贴封护裂缝用的碳纤维布,当同一块现浇板有多条裂缝时,碳纤维布可拉通粘贴,压条为1Y-100。对相关裂缝进行修复后,尚应对该现浇板进行加固处理,加固方法为板底粘贴碳纤维布,碳纤维布为双向1T-200@400 粘贴,压条为1Y-100。粘贴碳纤维布时应注意对混凝土表面凹凸不平、有楞角的地方进行打磨处理,粘贴树脂的配制及涂刷要严格按照相关标准的要求,碳纤维布粘贴完毕后外表面要抹25mm 厚的M15 水泥砂浆(加钢丝网防裂)防护。

5 结语

本文通过对现浇板裂缝的分类、检测鉴定要点、处理方法的详细研究,得出在实际工程中对结构构件裂缝进行修补处理前,必须先对产生裂缝的结构构件进行详细的检测,根据现场调查、检测和分析,可以对引起裂缝的原因、裂缝类别作出判断,并结合裂缝发展的程度和所处的位置和环境,对受检裂缝的严重程度及危害做出判定。这样才能针对不同情况的裂缝选择正确的加固处理方法,从而保障人们的生命财产安全。

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